工业互联网产业大脑平台1.0及工业互联网大数据应用白皮书

工业互联网产业大脑平台（1.0）——工业互联网大数据白皮书中国电子信息产业发展研究院张立2021.04.25 一．工业互联网产业大脑平台（1.0）•为什么：构建工业互联网产业大脑的必要性•是什么：工业互联网产业大脑的定位•做什么：工业互联网产业大脑的能力二．工业互联网大数据白皮书•工业互联网创新发展工程实施全景图•工业企业上云用数赋能指数•工业互联网平台活跃度•工业互联网投入产出•工业互联网带动经济增长指数•工业互联网带动产业发展指数 （一）动态跟踪，实时洞察，摸清底数。•智能研发•精益制造•智能服务•智慧企业•Smart IOT系列智能网关接入产品•微服务：提供流程建模、仿真建模、人工智能建模、大数据分析算法库等微服务组件•自建内蒙、贵州两大数据中心，拥有自主可控IaaS平台数据采集层工业PaaS工业APPIaaS•微服务：机械设备模型构件微服务、机器学习算法、资产信用评估•云盒：通信模组、网关、边缘模组腾讯云•工程机械预测性维护•物联网金融•能力分享•BIOP-Link：支撑多系统部署、多协议解析的智能网关•开发监测高炉的专用传感器•微服务： 数据挖掘和机器学习算法、反应工程学模型、传热学流体力学模型、设备诊断模型等微服务•横跨炼铁、能源、空压机、工业锅炉、资产管理等7个行业•设备安全预警、工艺优化、能源管控、设备诊断、决策支持等APP自建云计算中心航天云网树根互联东方国信 （二）对标先进，找准差距。★★★★☆•美、德制造企业数字化、网络化水平较高•垄断了全球的工控设备和通信协议•拥有强大的数据采集、协议转换、边缘计算能力•美国主导全球IaaS生态演进，拥有亚马逊、微软、谷歌、IBM等领导厂商•德国SAP★★★★★•美、德在机械、汽车、航空、船舶等行业拥有上百年的工业知识、经验、方法的积淀（工业机理+数据科学）•具备将核心经验知识固化封装为微服务能力以及平台资源整合能力★★★★☆•美、德等垄断了传统的工业软件市场•拥有Oracle、西门子、SAP等软件巨头•形成了完整的开发者社区和海量开发者•正在涌现出一批新型的工业APP企业★★☆☆☆•95%中高端PLC市场、50%以上的DCS市场被跨国公司垄断•设备数字化率44.8%、联网率39%★★☆☆☆阿里、华为、腾讯等云计算能力居全球前列★★★★★•工业技术知识薄弱，工业机理、工艺流程、模型方法经验和知识积累不足，算法库、模型库、知识库等微服务提供能力不足★☆☆☆☆•高端工业软件主要依赖进口•开发了少量工业APP，在数据科学研究领域有一定基础•缺乏工业APP开发者社区★☆☆☆☆•起步晚、认识不充分•开发者数量少•开发者社区建设经验不足•整合控制系统、通信协议、生产装备、管理工具、专业软件等各类资源的能力不足•集业务流程咨询、软件部署实施、平台二次开发、系统运行维护等于一体的综合能力欠缺。•同步于全球水平•技术实力方面中美差距不大•缺乏有影响力的工控企业、通信协议•缺乏完整的行业数据采集方案国外现状国内现状对标分析工业PaaS工业APPIaaS数据采集层 （三）诊断+体检：找到造成差距的根本原因找大夫企业数字化转型“体检医院”先医后药：定制改造路径、衔接服务资源覆盖细分行业电子制造、汽车零部件加工、纺织、钢铁、医药基础设施数字化/网络化水平、制造环节智能精益化水平、管理体 系智能制造准备度三大维度400余位细分行业专家，100余家技术合作伙伴 p工业互联网平台建设水平：包括工业互联网平台4层建设水平指标，工业设备连接能力指标、基础设施（IaaS）建设指标、工业模型沉淀指标、工业APP服务能力指标。p工业互联网平台应用水平：涵盖工业互联网平台应用推广方面水平指标：反映平台对制造企业的服务能力，主要包括工业企业接入情况、工业模型调用情况、工业APP使用情况、平台用户情况、平台开发者社区发展水平等。p工业互联网平台可持续发展能力：主要从平台投资回报能力、市场认可能力和安全可靠能力三方面对工业互联网平台可持续发展能力进行评价p工业互联网平台带动能力（平台效益指标）：包括产品质量、产量规模、生产效率、节能减排、安全生产，主要分区域、行业反映工业经济运行情况。（四）精准决策：构建工业互联网产业链全景数据图谱建设五大监测分析数据库(PaSS) 建设五大数据库Ø工业互联网平台运行库Ø工业APP名录库Ø上云设备库Ø上云工业企业库Ø工业行业运行监测库建设五大监测分析系Ø数据采集系统：实现数据接入和数据采集Ø数据建模系统：建设水平评价模型、应用水平评价模型和工业经济运行分析模型；Ø运行分析系统：工业互联网平台能力建设运行分析系统、百万工业APP培育运行分析系统、重点行业核心业务上云运行分析系统、重大设备上云运行分析系统；Ø全景展示系统：全方位、多维度展示监测分析结果Ø报告生成系统：形成运行类、指数类、评估类、咨询类、预测类、预警类、决策类、政策类、综合类等报告 工业互联网产业大脑架构实时、精准、高效的数据采集计算、存储、网络资源池化形成满足政府、行业、企业等不同需求的监测分析服务工业互联网平台大数据资源池工业互联网产业大脑是工业互联网产业链的底座，以产业大数据为基础，以产业链图谱为核心，构建PaaS平台，提供SaaS应用，实现产业空间和数字空间的动态映射，打造形成数据驱动的产业治理和创新服务基础设施体系。采集平台数据存储平台数据数据建模+数据分析监测分析服务展示 关键技术序号采用技术详细描述1区块链、智能合约开发工业互联网数据安全可信交换系统（TDEI）2数据建模技术创建工业互联网数据的概念模型、逻辑模型和物理模型，确保数据模型的标准化和一致性3工业数据空间统计分析技术提供工业互联网数据的时空标准化管理与空间统计建模计算，丰富当前的工业数据组织方式、分析模型以及展示形式4数据可视化技术提供可视化的数据全景视图，可追溯数据血缘关系，支持多种形式的数据展示样式，具有丰富的报表展示功能5报告自动生成技术基于智能识别和知识图谱技术，通过对报告模板的标签设定，实现报告的数据源绑定、灵活配置规则及样式设置等，自动生成报告，并支持订阅发布 基于智能合约的Smart T.Ex安全可信数据采集交换技术 技术特点•统一公开的数据目录 •数据采集接入实时有效 •数据管理分级分类•数据权属清晰•节点数据交换地位平等 •数据交换定价明确将制造企业、工业互联网平台、工业互联网公共服务平台等机构作为节点接入数据交换网络，实现节点间数据的安全可信交换。工业数据安全可信交换系统界面 工业互联网产业大脑：以国家工业互联网监测分析公共服务平台为数字基座，以工业互联网大数据应用为核心，形成从采、算、管、用体系（数据采集、数据建模算法、数据质量管理和安全保障、数据应用），实现产业要素全面监测、产业瓶颈智能分析、产业服务精准对接，面向政府、园区、企业，提供运行监测、测试测评、解决方案等一体化一站式服务。工业互联网产业大脑企业360度数字画像产业链全景图谱靶向构建生态体系产业服务精准供给工业互联网解决方案动态本体库数链融合：产业链与数字化融合工业互联网产业大脑能力 工业互联网平台和产业实时运行监测产业大脑已接入100余家重点工业互联网平台数据，包括15家双跨平台和80余家区域、行业级工业互联网平台，数据覆盖全国20余个省份，实时评估15余个重点行业及京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点地区工业互联网平台建设应用服务水平和产业带动能力。 一站式工业企业数字化转型解决方案聚集整合一批解决方案供应商和生态合作伙伴，面向行业企业提供一站式产业数字化转型解决方案。生态合作伙伴：行业支撑平台企业、网络数据技术企业、数字化转型解决方案服务商、区域运营推广企业、垂直电子商务平台企业、人才培育职业培训服务商、产业创新投资机构等。 基于中国软件评测中心软硬件测试体系，面向工业互联网提供功能、性能、可靠性、易用性、安全性、兼容性，以及系统脆弱性评测服务。①智能化改造项目工业互联网平台测试②工业互联网智能应用与信息安全平台集成测试③工业互联网平台标准管理服务公共支撑平台建设-安全测试服务④传统铸造车间智能化改造项目工业互联网平台测试⑤物联网多业务数据可信安全共享试验基础平台-物联网可信接入部件第三方测试⑥智能数采与预防性维护云平台api网关与容器云测试⑦激光选区熔化设备铺粉表面质量在线检测软件第三方测试⑧蠕变时效成形回弹补偿及模具型面优化软件第三方测试⑨中国交通信息中心系统评测项目⑩深层油气资源评价系统、三维输导体系建模 与油气运聚模拟系统软件技术鉴定测试工业互联网测试测评服务 一．工业互联网产业大脑平台（1.0）•为什么：构建工业互联网产业大脑的必要性•是什么：工业互联网产业大脑的定位•做什么：工业互联网产业大脑的能力二．工业互联网大数据白皮书•工业互联网创新发展工程实施全景图•工业企业上云用数赋能指数•工业互联网平台活跃度•工业互联网投入产出•工业互联网带动经济增长指数•工业互联网带动产业发展指数 （一）工业互联网创新发展工程实施全景图2018-2020年工业互联网创新发展工程公开遴选了269个项目，重点支持关键技术攻关，公共服务平台建设，解决方案供应商。目前具有一定行业和区域影响力的平台超过100家，连接设备数超过7000万台套，工业APP数量超过40万个。939086828486889092942018年2019年2020年项目数量（个）79项30%86项33%97项37%2018-2020年工业互联网创新发展工程类别网络类安全类平台类 2018年网络、平台和安全类项目数量分别为20项、38项和28项，分别占比23%、44%、33%；2019年网络、平台和安全类项目数量分别为33项、28项和29项，分别占37%、31%、32%；2020年网络、平台和安全类项目数量分别为26项、31项和29项，占分别占30%、36%、34%。网络类项目, 20项, 23%安全类项目, 28项, 33%平台类项目, 38项, 44%2018年网络类项目, 33项, 37%安全类项目, 29项, 32%平台类项目, 28项, 31%2019年网络类项目, 26项, 30%安全类项目, 29项, 34%平台类项目, 31项, 36%2020年 （一）工业互联网创新发展工程项目实施全景图 p网络类项目：标识解析占主导地位，三年项目总数45项；内网外网改造和行业应用13项；关键网络技术试验验证7项；公共服务平台和解决方案供应商项目6项；5G从2019年开始设置，两年共8项。p平台类项目：解决方案应用推广公共服务平台28项；测试床20项；行业平台17项；公共服务平台、实训等10项；双跨平台8项；区域平台6项；应用创新中心8项。57%16%9%8%10%标识解析单位或行业应用关键网络技术试验验证公共服务平台5G29%21%18%10%8%6%8%解决方案应用推广公共服务平台测试床行业平台公共服务平台、实训双跨平台区域平台应用创新中心24%21%13%10%10%7%6%5%4%行业安全基础和综合安全网络安全解决方案供应商省级工业互联网安全态势感知平台工业企业网络安全综合防护平台数据安全平台企业安全综合防护系统网络安全公共服务平台省级安全监测与态势感知管理平台p安全类项目，行业安全21项；基础和综合安全18项；网络安全解决方案供应商11项；工业单位网络安全综合防护平台9项；数据安全6项；平台单位安全综合防护系统5项；网络安全公共服务平台4项；安全监测与态势感知管理平台12项。 （一）工业互联网创新发展工程项目实施全景图 2018-2020年共534家单位获批。p北京因拥有众多的龙头企业、央企总部、科研院所，共208家单位中标，占38.95%，已成为工业互联网发展的先导区。p广东、上海、山东、江苏、浙江5省市占比在7%到4%之间，这五个省市实力比较均衡，已成为工业互联网发展的主力军。p湖北、湖南、重庆、辽宁、天津、四川、黑龙江、贵州、福建、陕西、新疆、安徽、河南、山西14省市区占比在5%到1%之间。p内蒙古、河北、云南、江西、甘肃、青海、吉林、广西、海南、西